扩容是关键，Layer2是区块链未来突破口

今天，想带大家详细的了解下，最近比较火的Layer2技术的方方面面。

首先任何一个技术概念都是为了解决一个问题， 从问题出发一定是认知的捷径。区块链Layer2要解决的问题是什么呢？

我们假设某个区块链业务流程需要 5 个步骤才能完成，也就是说，我有个智能合约，这个合约会有 6 个状态：初始状态，状态1，，，状态4，最终状态。那么要完成整个流程，就至少需要 5 个区块时间。

在这个例子里，区块链性能瓶颈就变成了“单位区块时间”。而区块时间是由公链协议所规定的，比如在比特币里是 10 分钟，在以太坊里现在大概是 16 秒，这是很难缩减的。并且整个流程的 5 个单位区块时间是乐观的估计， 有很多应用要非常多的单位区块时间。

那么我们如何缩短这个流程的执行时间、降低“平均处理时间”呢？

这就是所谓的区块链 Layer2 扩展要解决的问题。而答案就是—— offchain，也就是on-chain的反面，不在区块链上的意思。

这种 offchain的基本思路就是把计算、交易等业务处理拿到主链之外来执行，只在主链上反映最终的结果，中间过程忽略。

如此，我们只需要在要主链上保存的状态就是初始状态和最终状态，中间过程的所有状态变动我们可以不关心，可以拿到“链外”去执行。这样一来， offchain 方案通常处理性能可以非常高，很有可能在主链的一个区块时间内就处理完了这些中间交易，并将结果发送回主链（记录最终状态）；最终整个处理过程只经过了一个区块时间就完成了。

如果采用这样的方案，越复杂的流程得到的性能提升越大，比如高交互性能需求的应用——游戏。另外对于支付的场景，高频的小额交易也可以大幅降低成本。所以无论是金融支付还是合约应用，都有对 Layer2 扩展网路的强烈需求。

目前已经成体系的 offchain 方案大概可以分为两类：

一类是状态通道（State Channel）， 以比特币的 Lightning Network 和以太坊的 Raiden Network 为代表。

另一类是 侧链（SideChain）以以太坊的 Plasma 协议为代表。

本文先来看看“状态通道”。

状态通道是一个临时的PeertoPeer价值转移通道：在开启时，通常会在主链上分别锁定一定的些余额，并设定一个有效时间，这个通道可以由任意参与方主动关闭，也就是说各个参与方间会基于特定的协议进行数据交互、价值转移等等；然后当达到某个特定条件时，会将最终结果提交到主链。

状态通道目前主要解决的是高频小额支付场景中手续费过高的问题，但它的局限也很显而易见：

第一点它是一个临时的通路，数据并不是永久存储的，而是由参与双方自己本地保存；如果某个参与者使用的设备出现故障，则损失将无法避免。

第二， 一个状态通道仅能支持两个用户之间的价值转移；当系统中同时存在大量用户间的状态通道时，实际上就构成一个通道网络：网络中的两个用户有交易需求的时候，并不是简单地在他们两点间创建新的通道，而是通过特定的路由算法来查找是否有可用路径， 这也增加了这种方案的实现难度和技术风险。

那么如果再用一层区块链来进行这些offchain的存储， 就是“侧链（sidechain）”的技术解决方案了。侧链一般认为是主链的分支，是可以独立记账、独立增长的子区块链，所以其中同样会有矿工、存储机制和共识算法。

最后，请大家看下面这个相对比较早期也较简单的layer2方案 Lightning Network的介绍视频。

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